이준서

대한산부회지 제43권 제6호 2000 Vo l. 4 3 N o . 6 J u n e 2 0 0 0

착상관련 질환 환자의 자궁내막에 있어서 프로게스테론 수용체, integrin

, cyclooxygenase-2(COX-2)의 발현 양상

아주대학교 의과대학 산부인과학교실^*, 분자과학기술과^†, 해부병리학교실^‡, 연세대학교 의과대학 산부인과학교실^§

이준서

・박동욱

・권혁찬

・김미란

・황경주

・주희재

조동제

・김세광

・오기석

=ABSTRACT=

E x pr e s s ion pa t t er n of pr og es t er on e r ecept or , in t eg r in

, cy cloox y g en a se - 2 (COX - 2) in h um a n en dom et r ium of

pa t ien t w it h t he dis ea se r ela t ed im plan t at ion .

J u n e S eo Lee

, Don g Wook Par k

, Hyu ck Ch an Kwon

, Mi Ran Kim

, Ky ou n g J oo Hwan g

, Hee J a e J oo

, Don g J a e Ch o

S ei Kw an g Kim

, Kie Su k Oh

Dep artment of Obstetrics and Gynecology

, Dep artment of Molecular Science and Technology

, Dep artment of Pathology

, Aj ou University School of Medicine, Suwon.

Dep artment of Obstetrics and Gynecology, Yonsei University College of Medicine

, Seoul, Korea

Objective : We compared the expression pattern of progesterone receptor, integrin 3, cyclooxygenase-2 (COX-2) in in-phased endomerium of patient with the disease related implantation and control group, and tried to confirm the clinical efficacy of the immunohistochemical markers for discrimination of occult uterine receptivity defect in in-phase endometrium.

Study design : Endometrial tissues were obtained from 60 women with normal (group 1; n = 20), uterine synechiae (group 2; n = 15), and endometriosis (group 3; n = 25). On 7 ～ 8 days after ovulation (POD 7

～ 8), sex hormone levels were measured and immunohistochemical staining of PR, integrin ³, and COX-2 expression were performed.

Results : PR was decreased in the group 2 and increased in the group 3 comparing with the group 1.

integrin 3 expression was significantly decreased in the group 2 and 3. COX-2 expression was significantly decreased in the group 2. But, in the group 3, COX-2 expression was slightly increased in glandular epithelial cells, and significantly increased in stromal cells.

Conclusions : In-phase biopsies from patients with endometriosis and uterine synechiae showed different expression pattern of integrin ^3, COX-2, and PR compared to the control. The aberrant expression of immunohistochemical markers be associated with occult uterine receptivity defect and produce the useful diagnostic method.

Key words : PR, integrin 3, COX-2, endometriosis, uterine synechiae

접수일：1999. 11. 29.

책임저자 : 이준서

* 본 연구는 97년도 보건의료기술 연구개발사업의 지원(HMP-97-M-1-0006)에 의하여 이루어진 것임

서 론

인간 배아의 착상은 자궁내막과 배아 간의 전달 체계 에 의해 조절되는 일련의 과정이다.¹배아와 자궁내막간 의 성공적인 착상과 후속적인 탈락막 현상이 일어나기 위해서는 두 가지의 필수적인 과정이 필요하다.^{2, 3} 첫 번 째는 배아가 자궁내막에 접촉하려는 부위에서의 혈관 투과성의 증가이며, 두 번째는 배아가 자궁 내막의 기저 층에 접촉하여 뚫고 들어가는 과정으로 이것은 곧 자궁 내막 기질세포가 탈락막 세포로 전환됨을 의미한다. 이 러한 착상의 과정에는 growth factors,⁴ cytokines,⁵ homeotic factors,⁶ prostaglandins 등이^{7, 8} 관여한다고 알려 져 있으며, 이에 대한 증거들이 1980년 대말 면역학 및 분자생물학이 발전되면서 활발히 밝혀지고 있는 추세이 다.

인간의 자궁내막은 생리주기에 따라 주기적인 변화 양상을 보이며 이러한 양상은 주로 성호르몬에 의해 조 절되는 것으로 알려져 있다.⁹ 1975년 Noyes 등은¹⁰ 자궁 내막의 생리주기에 따른 조직학적 변화 양상을 기술함 으로서 자궁내막 성숙도 측정(endometrial dating)의 중요 한 지표를 제시하였으며, 최근에는 prostaglandins,¹¹ estrogen receptor(ER)와 progesterone receptor(PR),¹²α1, α

4, α^ν, β³ integrins,¹³ IGF-II, IGF-I/II Receptor mRNA, TGF-β, IL-1, IL-1 Receptor type I, CSF-1, LIF 등의 growth factors, cytokines와 그 수용체들의 생리주기에 따 른 주기적 변화 양상이 보고되고 있다.¹⁴ 또한 Simon 등 은 착상과정에 있어서 성호르몬에 의해 유도된 다양한 growth factors, cytokines 및 그 수용체의 발현이 autocrine/paracrine 작용을 통해 착상에 적합한 자궁내막 변성을 유발한다는 cytokines adhesion molecules invasive proteinase hypothesis"를 제시하였고,¹⁵ 김 등¹⁶은 정상 생 리를 갖는 가임 여성의 자궁내막에서 면역조직화학적염 색법에 의한 PR, ER, integrin 및 COX의 생리주기에 따 른 특이적인 발현양상을 보고하였다. 이러한 결과는 성 호르몬의 주기적 분비양상에 의해 유도된 다양한 물질 들의 발현이 autocrine/paracrine 작용을 통해 자궁내막의 조직변화를 조절한다는 것을 의미한다.

이에 본 연구에서는 정상군과 착상관련 질환인 자궁 내막증, 자궁내막 유착증을 가지고 있는 한국 여성의 자 궁내막조직을 대상으로 현재까지 인간의 착상기에 특징 적인 변화 양상을 보인다고 보고된 progesterone 수용체, intetrin-β³, COX-2의 면역화학적 발현양상을 비교함으 로서 조직학적으로 진단이 불가능한 잠재성 내막성숙도 의 변화양상을 확인하여 이러한 질환의 진단에 유용한 지침이 되고자 하였다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상

1997년 10월부터 1999년 7월까지 아주대학교 병원 산 부인과 불임클리닉과 연세대학교 세브란스병원 산부인 과에 내원한 환자를 대상으로 질식 초음파 및 소변의 황 체화 호르몬 검출을 통해 배란을 확인하고 배란일로부 터 7-8일 째 자궁내막 생검을 통하여 자궁내막세포를 채 취하였다. 채취한 자궁내막 조직은 일반적인 병리 조직 검사를 통해 endometrial dating을 시행하였고 그와 동시 에 PR, integrin 3, COX-2의 발현을 면역조직화학적 방 법으로 염색하여 관찰하였다. 남성불임 및 난관요인에 의한 불임으로 확인된 20명의 환자를 대조군(1군)으로 설정하였고, 배란기 자궁내막의 두께가 7mm 이하의 자 궁내막 유착 환자 15명(2군)과, 3기 이상의 자궁내막증 (endometriosis stage III, IV)을 가지고 있는 환자 25명(3 군)을 실험군으로 하였다.(Table. 1)

Table 1. The clinical characteristics of study groups Groups Patient no. Characteristics of patient Group 1 20 Normal fertile patients¹

Group 2 15 Uterine synechiae with thin endometrium² Group 3 25 Endometriosis stage III, IV

Total 60

EMB on POD #7-8 during 1997. 10～1999. 7 1: infertile patients with tubal or male factors

2: infertile patients with uterine synechiae and endometrial thickness below 7mm

2. 연구방법

채취한 모든 자궁내막은 Noyes의 분류에 따라 조직학 적 자궁내막 성숙도(endometrial dating)를 확인하여 임상 적인 성숙도에 비해 3일 이상 차이가 나는 경우를 황체 기 결함(out of phase)으로 판정하였다. 각 군에서 황체기 결함으로 판정되지 않은(in phase) 환자들의 자궁내막조 직을 대상으로 PR, integrin 3, COX-2에 대한 면역조직 화학적 염색을 시행한 후 광학현미경(phase contrast inverted microscope; Diaphot 300, Nikon Co., Tokyo, Japan)으로 관찰하여 자궁 내막 상피 세포와 기질 세포 및 혈관 벽에서 세포질 및 세포막에 대한 PR, integrin 3, COX-2 항체의 염색 상태 및 정도를 관찰하였다.

1) 면역조직화학적 염색

PR, integrin β³, COX-2의 발현을 catalized signaling amplification system(CSA system, DAKO, Denmark)을 이 용하여 염색하였다.

-착상관련 질환 환자의 자궁내막에 있어서 프로게스테론 수용체, integrin 3, cyclooxygenase-2(COX-2)의 발현 양상-

PR의 면역조직학적 염색은 표본을 4% H2O2 용액에 5 분간 전 처리하여 조직에 남아있는 내재성 peroxidase를 제거한 후, 1: 200으로 희석한 일차 항체(mouse antihuman monoclonal antibody, Santa Cruz Biotechnology Inc., USA)로 상온에서 1시간 동안 항습 chamber에서 반 응시킨 후 Tris-buffered saline (TBS)로 세척하였으며, 이 차항체를 15분간 처리한 후 TBS로 세척하였다.

Streptoavidin-biotin complex로 15분간 처리한 다음 TBS 로 세척한 후 amplification reagent로 15분간 처리하였으 며, TBS로 세척한 후 streptoavidin-peroxidase로 15분간 처리하였다. Diaminobenzidine(DAB; DAKO, Denmark)을 이용하여 발색시켜 hematoxylin으로 대조 염색한 후 Canadian balsam으로 봉입하였다.

Integrin β3에 대해서는 mouse anti-human integrin β³ monoclonal antibody(Chemicon international INC., Temecula, CA., USA)를 이용하였으며, Horse Radish Peroxidase (HRP) conjugate secondary antibody를 포함한 면역조직화학염색 ABC kit로 Histostain-SP kit (primary antibody mouse and broad spectrum antibody, AEC chromogen, Zymed. Lab. Inc., South San Francisco, CA., USA)를 이용하였다. 면역조직화학염색은 avidin-biotin- peroxidase technique을 이용하여 시행하였다.¹⁷절편된 조 직 슬라이드를 phosphate buffered saline (PBS)에 2분간 3 회 씻은 후 serum blocking solution을 각 표본에 첨가한 후 10분간 방치하고 여분의 용액은 제거하였다. 1: 400 으로 희석된 일차항체를 각 표본에 첨가하고 항습 chamber에서 30-60분간 반응시켰다. 여기에 biotinylate된 이차항체를 첨가하고 10분간 방치한 후 PBS에 씻었다.

그런 다음 avidin이 conjugate된 enzyme을 각 표본에 첨가 하고 10분간 반응시킨 후 PBS에 씻은 다음 substrate chromogen을 처리하여 발색시켰으며, hematoxylin으로 대조 염색을 한 후 GVA mount를 사용하여 mounting하 였다. 염색의 음성 대조군으로 일차항체를 포함하지 않 은 생쥐와 백서의 IgG로 처리한 슬라이드를 비교하였다.

COX-2에 대한 면역조직화학적 염색은 박절한 표본 을 4% H²O² 용액에 5분간 전 처리하여 조직에 남아있는 내재성 peroxidase를 제거한 후 1: 400으로 희석한 COX-2 일차항체 (Santa Cruz, Biotechnology Inc., Califonia, USA)로 상온에서 1 시간동안 항습 chamber에 서 반응시킨 후 LSAB- kit (DAKO A/S, Glostrup, Denmark)에 포함된 이차 항체를 사용하여 15분간 처리 하였다. 표본은 증류수로 세척한 후 diaminobenzidine (DAB; DAKO A/S, Denmark)을 이용하여 발색시켰으며, hematoxylin으로 10초간 대조 염색하여 canadian balsam 으로 봉입하였다.

2) 통계학적 분석

면역화학적 염색의 정도는 염색이 되지 않은 경우를 0, 경도로 염색된 경우를 1, 중등도로 염색이 된 경우를 2, 고등도로 염색된 경우를 3으로 판정하였고, 상대적 정량적 분석을 위해 mean HSCORE (HSCORE = ∑ Pi[

i + 1 ], i= 0, 1, 2, 3, Pi; 염색된 세포의 percentage)(1988, Lessey et al.)¹⁸를 mean±SEM로 표현하였다. 통계학적 분석 방법으로는 SPSS for window release 7.0 프로그램 의 Oneway Anova with Scheffe test와 Chi-square test를 이 용하였고 p값이 0.05 이하인 경우를 통계적으로 유의 하 다고 판단하였다.

결 과

1. Endometrial dating 결과

각 질환별 조직병리 소견은 Noyes의 조직학적인 분류 에 따라 판독한 결과, 정상 대조군(1군)에서는 전체 20명 중 정상소견(in phase)이 18명(90%), 황체기 결함(out of phase)이 2명(10%)이었으나, 자궁내막 유착 환자군(2군) 에서는 15명중 정상소견이 9명(40%), 황체기 결함이 6명 (60%)이었고, 자궁내막증 환자군(3군)에서는 25명 중 정 상소견이 18명(72%), 황체기 결함이 7명(28%)이였 다.(Table 2)

Table 2. The result of endometrial dating by Noyes classification

Groups patient In phase Out of phase

no no(%) no(%)

Group 1 20 18(90) 2(10)¹

Group 2 15 9(60) 6(40)¹

Group 3 25 18(72) 7(28)

Total 60 45 15

1:p=0.051

이러한 결과로 정상 대조군인 1군에 비해 자궁내막 유착 환자군인 2군에서 황체기 결함의 빈도가 높았으며 (p=0.051), 자궁내막증 환자군인 3군에서도 황체기 결함 이 대조군에 비해 다소 증가되는 것을 알 수 있었다.

2. 면역조직화학적 염색의 결과

면역조직화학적 염색의 검사소견상 PR, integrin 3, COX-2의 발현이 각 군에서 의미 있게 차이를 나타내었 다.

1) Progesterone 수용체(PR)의 발현 양상

PR의 발현은 대조군인 1군(선상피세포: 53.3±12.6, 기질세포: 190.0±11.5)에 비해 2군(선상피세포; 33.4±

11.4, 기질세포; 154.5±34.7)에서는 차이가 없었으나, 3 군(선상피세포: 142.4±32.4, 기질세포: 210.4±17.2)에서 는 기질세포는 차이가 없었으나 선상피세포에서의 PR 의 발현이 유의하게 증가되는 양상을 보였다(p<0.05). 2 군은 3군에 비해 선상피세포와 기질세포에서의 발현 양 상이 유의하게 감소된 양상을 보였다(p<0.05).(Fig. 1)

2) Integrin 3의 발현 양상

Integrin 3의 발현은 2군(선상피세포: 142.3±12.5, 기 질세포: 132.4±22.5)과 3군(선상피세포: 123.2±13.7, 기 질세포: 122.4±15.2) 모두 선상피세포와 기질세포 모두 에서 대조군인 1군(선상피세포: 283.3±24.9, 기질세포:

220.0±17.9)에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.05).(Fig. 2)

3) COX-2의 발현 양상

COX-2의 발현은 선상피세포와 기질세포 모두에서 1 군(선상피세포: 188.5±15.1, 기질세포: 192.5±10.2)에 비 해 2군(선상피세포: 74.5±12.4, 기질세포: 97.4±14.7)이 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 3군(선상피세포: 224.2

±24.2, 기질세포: 280.4±12.4)에서는 대조군인 1군(선상 피세포: 188.5±15.1, 기질세포: 192.5±10.2)에 비해 선상 피세포와 기질세포에서 모두 의의 있게 증가되는 양상 을 보였다(p<0.05).(Fig. 3)

이상의 결과로써 실험군인 자궁내막 유착군(2군)과 3 기 이상의 자궁내막증군(3군)에서 정상군인 대조군(1군) 과는 다르게 PR, integrin 3, COX-2가 발현됨을 알 수 있었다.

고 찰

착상관련 질병에 있어 자궁내막에서의 분자생물학적, 면역조직화학적 방법에 의한 그간의 연구에 의하면 1996년도에 Somkuti 등의 경구용 피임제를 사용했을 때 의 integrin의 변화,¹⁹ Cameron 등의 항 푸로제스테론을 사용했을 때의 성선 호르몬 수용체 및 cell proliferation marker(proliferating cell nuclear antigen과 Ki67)의 변화,²⁰ Bilalis 등의 황체기 결함시의 extracellar matrix protein의 발현양상,^{2 1} Vinatier 등의 자궁내막증 등에서 integrin의 병리적 발현 양상 등이 보고되었고,²² Simon 등은 인간 의 자궁내막에서의 IL-1 , IL-1 , IL1-ra의 발현양상이 고 농도의 성선 호르몬에 노출될 때보다 정상과 유사한 환 경에서의 발현이 양호함을 발표하였고,²³ 1997년 Shaarawy와 Nagui가 습관성 유산 환자에서의 혈청에서 의 IL-1 , TNF- , IFN-r의 수치가 정상보다 유의하게 높 았다고 보고하여 이러한 cytokines들이 착상관련 질환을 가진 여성들의 병리 기전에 관여됨을 시사하였다.²⁴ 이 러한 생체활성화 물질의 변성에 의한 분자생물학적, 면 역생리화학적, 병리생리학적 연구가 최근 보고되면서 기존의 조직학적 기준(Noyes' criteria:1975, Noyes et al.)¹⁰ 에 의해서는 밝힐 수 없었던 착상관련 질환의 병인이 점

Fig. 3. Mean HSCORE of COX- 2(Mean±SEM, 1,2,3,4:

p<0.05). ■ endometrial epithelial cell. endome- trial stromal cell.

Fig. 1. Mean HSCORE of progesterone receptor(Mean±

SEM, 1,2,3: p<0.05). ■ endometrial epithelial cell, endometrial stromal cell.

Fig. 2. Mean HSCORE of integrin 3(Mean±SEM, 1,2,3,4:

p<0.05). ■ endometrial epithelial cell, endometrial stromal cell.

11.4, 기질세포; 154.5±34.7)에서는 차이가 없었으나, 3 군(선상피세포: 142.4±32.4, 기질세포: 210.4±17.2)에서 는 기질세포는 차이가 없었으나 선상피세포에서의 PR 의 발현이 유의하게 증가되는 양상을 보였다(p<0.05). 2 군은 3군에 비해 선상피세포와 기질세포에서의 발현 양 상이 유의하게 감소된 양상을 보였다(p<0.05).(Fig. 1)

2) Integrin 3의 발현 양상

Integrin 3의 발현은 2군(선상피세포: 142.3±12.5, 기 질세포: 132.4±22.5)과 3군(선상피세포: 123.2±13.7, 기 질세포: 122.4±15.2) 모두 선상피세포와 기질세포 모두 에서 대조군인 1군(선상피세포: 283.3±24.9, 기질세포:

220.0±17.9)에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.05).(Fig. 2)

3) COX-2의 발현 양상

COX-2의 발현은 선상피세포와 기질세포 모두에서 1 군(선상피세포: 188.5±15.1, 기질세포: 192.5±10.2)에 비 해 2군(선상피세포: 74.5±12.4, 기질세포: 97.4±14.7)이 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 3군(선상피세포: 224.2

±24.2, 기질세포: 280.4±12.4)에서는 대조군인 1군(선상 피세포: 188.5±15.1, 기질세포: 192.5±10.2)에 비해 선상 피세포와 기질세포에서 모두 의의 있게 증가되는 양상 을 보였다(p<0.05).(Fig. 3)

이상의 결과로써 실험군인 자궁내막 유착군(2군)과 3 기 이상의 자궁내막증군(3군)에서 정상군인 대조군(1군) 과는 다르게 PR, integrin 3, COX-2가 발현됨을 알 수 있었다.

고 찰

착상관련 질병에 있어 자궁내막에서의 분자생물학적, 면역조직화학적 방법에 의한 그간의 연구에 의하면 1996년도에 Somkuti 등의 경구용 피임제를 사용했을 때 의 integrin의 변화,¹⁹ Cameron 등의 항 푸로제스테론을 사용했을 때의 성선 호르몬 수용체 및 cell proliferation marker(proliferating cell nuclear antigen과 Ki67)의 변화,²⁰ Bilalis 등의 황체기 결함시의 extracellar matrix protein의 발현양상,^{2 1} Vinatier 등의 자궁내막증 등에서 integrin의 병리적 발현 양상 등이 보고되었고,²² Simon 등은 인간 의 자궁내막에서의 IL-1 , IL-1 , IL1-ra의 발현양상이 고 농도의 성선 호르몬에 노출될 때보다 정상과 유사한 환 경에서의 발현이 양호함을 발표하였고,²³ 1997년 Shaarawy와 Nagui가 습관성 유산 환자에서의 혈청에서 의 IL-1 , TNF- , IFN-r의 수치가 정상보다 유의하게 높 았다고 보고하여 이러한 cytokines들이 착상관련 질환을 가진 여성들의 병리 기전에 관여됨을 시사하였다.²⁴ 이 러한 생체활성화 물질의 변성에 의한 분자생물학적, 면 역생리화학적, 병리생리학적 연구가 최근 보고되면서 기존의 조직학적 기준(Noyes' criteria:1975, Noyes et al.)¹⁰ 에 의해서는 밝힐 수 없었던 착상관련 질환의 병인이 점

Fig. 3. Mean HSCORE of COX- 2(Mean±SEM, 1,2,3,4:

p<0.05). ■ endometrial epithelial cell. endome- trial stromal cell.

Fig. 1. Mean HSCORE of progesterone receptor(Mean±

SEM, 1,2,3: p<0.05). ■ endometrial epithelial cell, endometrial stromal cell.

Fig. 2. Mean HSCORE of integrin 3(Mean±SEM, 1,2,3,4:

p<0.05). ■ endometrial epithelial cell, endometrial stromal cell.

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-착상관련 질환 환자의 자궁내막에 있어서 프로게스테론 수용체, integrin 3, cyclooxygenase-2(COX-2)의 발현 양상-

차 확인되고 있으며 그 임상적 가치는 매우 커지고 있 다.

인간에 있어 착상시기의 자궁내막에서는 소량의 에 스트로젠과 다량의 푸로제스테론이 필수적이다. 또한 이 시기의 ER, PR에 대한 embryonic receptor gene 의 발 현은 ER의 경우 unfertilized oocyte에서는 많이 발현되다 가 zygotic gene activation에 의해 감소하는 양상을 보이 며 morula 시기에는 발현되지 않다가 blastocyst 시기에 다시 발현되기 시작하며, PR은 unfertilized oocyte부터 morula 시기까지 발현되지 않다가 blastocyst 시기에 발현 되기 시작하여^{2 5} 에스트로젠과 푸로제스테론은 배아에 서도 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다고 하겠다. 정 상 자궁내막조직에서 착상기에 증가된 푸로제스테론은 PR의 down regulation을 유발시키고 이는, integrin 3의 발현에 관계된다고 알려졌다.^{16, 26,2 7} 그러나, 황체기 결함 과 같은 조직학적 이상이 있는 경우는 푸로제스테론이 황체에서 비정상적으로 적게 분비되고, 이는 PR의 down regulation에 장애를 가져와 integrin 3의 이상 발현을 초

래한다.^{2 8-30} 자궁내막증 환자들은 착상기의 상피세포에

서 PR의 down regulation의 장애로 인하여 PR의 발현이 착상기에서 감소하지 않는다.2 7,2 8,3 1,32

Integrin은 3개의 peptide 서열(Arg-Gly-Asp, RGD)로 이 루어진 결합부위를 통해 다양한 ligand와 결합을 하게 되는데, 배아 발생에서는 착상, 포배성장(blastocyst outgrowth), 영양배세포 이동(trophoblast cell migration)등 다양한 세포간 작용에 관여하는 것으로 알려져 있다.

3 3,34 그러나 그 작용 및 조절 기작에 관하여는 현재까지

거의 알려져 있지 않으며, 생쥐 초기 배아의 발생단계 에 따라서 integrin의 mRNA의 발현과 단백질의 발현시 기가 다양하게 조절된다고 보고되고 있다.^{3 5} 생쥐의 후 기포배(late blastocyst)는 분화하여 내세포괴(inner cell mass)와 영양외배엽(trophoectoderm)으로 분화하며 이 부 분은 투명대(zona pellucida)로부터 부화 후 약 10-15시간 이 되면 자궁내벽으로 침투할 수 있는 능력을 지니게 되 는데, 이 시기에 세포 표면에는 α subunit와 β subunit 로 구성되어 있는 integrin이 다양한 세포층 및 세포외기 질에 존재하는 분자들(extracellular cellular matrix molecules; ECM molecules)과 상호작용을 하여 특정한 ligand를 중심으로 두 세포를 서로 결합시키는 역할을 하게된다. 즉, integrin은 영양배엽 세포와 ECM 단백질 사이 또는 자궁내막 상피세포와의 상호작용을 통하여 착상에 직접 관여하는 것으로 알려져 있다.^{34, 36} 인간의 자궁내막은 생리주기에 따라 주기적인 integrin의 발현양 상을 보이는데, 특히 착상기에는 integrin ¹, 4, 3등이 발현되며, 착상기 지표로서는 integrin ³이 가장 유용함 이 보고되었다.¹⁶ 또한 Lessey등은 integrin ³의 발현 양 상에 따라 uterine receptivity defect를 2가지로 분류하였

다. 황체기 결함(LPD)과 같이 조직학적으로 자궁내막의 성장이 지연되거나, 또는 gland maturation이 되지 않는 경우를 type I으로 정의하고, 조직학적으로는 정상임에 도 불구하고 intergin ³가 다른 어떤 이유로 인하여 발현 되지 않는 경우를 type II로 정의하였다.^{3 7,3 8} 또한 minimal or mild endometriosis,³⁷unexplained infertility,^{3 8}난관수종^{3 9} 이 있는 환자군에서는 착상기의 자궁내막에서 integrin

3의 발현이 감소하는 경우가 많다고 보고하였으며, progesterone 치료를 하여도 integrin ³이 계속 발현되지 않는 경우도 있어 type I defect 이외에 type II defect도 존 재한다고 밝혔다. 특히 Type II 황체기결함에 있어서는 자궁내막 자체의 원인으로 인하여 progesterone으로 자 궁내막을 성숙시켰음에도 불구하고 지속적으로 integrin 의 이상 발현이 나타난다고 보고하였다.

착상기 자궁내막 즉, 중기 분비기에 있어 가장 특이 할만한 변화중의 하나는 prostaglandins(PGs)에 의해 유발 되는 탈락막 반응(decidual reaction)의 시작이라 할 수 있 다. COX는 arachidonic acid로부터 PG를 합성하는데 관 여하는 중요한 효소로서 COX-1과 COX-2라는 두 가지 이성체를 가지고 있다.⁴⁰ COX-1은 생체내 많은 조직에 존재하는 내재성 효소인 반면, COX-2는 내분비적 자극 에 의해 유도되는 유도성 효소의 특징을 가지고 있다.

쥐와 양에서 COX-1은 발정주기에 따라 자궁내막에서 큰 차이 없이 발현되나, COX-2는 쥐의 경우 착상 이후, 양에 있어서는 배란 직전 및 배란기에 발현이 증가하는 것으로 보고되고 있어,^{4 1, 42} 동물의 종에 따라 약간의 차 이는 있으나, COX-2가 착상 및 임신 유지에 중요한 역 할을 하고 있다는 것을 알 수 있다. 인간에 있어서는 자 궁내막의 선상피세포에서 COX의 발현을 확인한 이래⁴³ 생리기간에 따른 주기적인 COX-1과 COX-2의 발현양상 이 보고되고 있다.¹⁶

자궁내막증환자에 있어서는 증가된 복강내 macro- phages가 interleukin(IL), vascular endothelial growth factor(VEGF), tumor necrotic factor(TNF)등을 포함한 여 러 가지 cytokines의 증가를 초래한다.⁴⁴ 특히 interleukin-1(IL-1)^{4 5,4 6}과 vascular endothelial growth factor⁴⁷ 는 COX 발현의 조절인자들로서 endometrial stromal cell 및 epithelial cell에서 COX-1, 2의 발현을 증가시킨다. 반 대로 Interleukin-1 receptor antagonist 는 interleukin-1에 의 해 생성되는 COX-2의 발현을 억제한다.^{4 8}COX-2에 의하 여 생성이 증가되는 prostaglandin E², F2α는 통증을 유발 할 뿐만 아니라 난관 및 자궁의 contractility에 영향을 미 친다.^{4 9} 또한 난소의 황체에서의 COX-2의 발현 증가는 prostaglandins를 증가시켜 황체의 기능저하를 초래할 수 있다고 하겠다.

본 연구에서는 자궁내막증과 자궁내막 유착증 질환 을 가진 불임여성들의 자궁내막조직을 대상으로 착상기

자궁내막의 지표로 알려진 PR, integrin ^3, COX-2의 발 현양상을 면역조직화학적 염색법을 통하여 비교 관찰함 으로서 그 발현 양상과 차이점을 보고하였다. 본 연구에 의하면 정상소견을 보이는 대조군에 비해 자궁내막증을 가진 여성의 자궁내막 상피세포에서 integrin ³의 발현 이 감소하나 PR의 발현은 증가되며, COX-2의 발현이 상 피세포와 기질세포 모두에서 증가됨을 알 수 있었다. 자 궁내막 유착증을 가진 환자의 경우는 PR의 발현에서 대 조군과 유사했으나 자궁내막증 환자군에 비해 감소한 발현을 보였으며, integrin ³ 와 COX-2는 대조군에 비하 여 현저하게 발현이 감소하는 양상을 보였다.

이러한 결과는 자궁내막증에서는 증가된 복강내 macrophages의 여러 가지 cytokines의 분비로 인해 직접 적으로 자궁내막에서의 integrin ³와 COX-2의 발현 양 상을 변화시키며, 간접적으로 난소에서의 COX-2의 발 현 증가에 의해 prostaglandins 합성이 촉진됨으로써 황체 의 기능 변화에 기인한 progesterone의 분비 이상이 중요 한 기전이라고 사료된다. 또한 자궁내막 유착증에서는 자궁내막의 기저층과 혈관의 손상으로 인해 성선호르몬 에 의한 내막조직의 증식과 분화가 적절히 이루어지지 않고 내막조직내의 cytokines의 분비에 관여하는 조직의 결핍 등이 원인이라고 사료된다.

이상의 결과에서 나타난 착상관련 질환을 가진 여성 들의 자궁내막에서의 생체활성물질들의 이상 발현은 그 진단적 가치가 매우 크다고 하겠다. 그러나, 이 결과에 대한 정확한 평가는 체외착상 모델을 통해 역으로 증명 되어야 병리생리학적인 설명이 가능하리라 사료된다.

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=국문초록=

연구목적: 착상관련 질환을 가지고 있는 한국 여성의 자궁내막 조직과 정상적인 여성의 내막 조직을 비교 하여 병인의 특성과 진단에 도움을 주는 면역 화학적 지표를 발견하고자 하였다.

연구방법: 정상 소견을 가진 20명(1군),자궁내막 유착증 5명(2군),자궁내막증 20명(3군)을 대상으로 배란일 로부터 7-8일째 성선호르몬을 측정하였고 자궁내막세포를 채취하여 PR, integrin β³, COX-2의 발현을 면역조직 화학적 방법으로 염색하였다.

결과: 성호르몬 수용체는 PR의 발현이 2군에서는 1군에 비하여 감소하였으나 3군에서는 증가되는 양상을 보인다. Integrinβ³의 발현은 2군과 3군 모두에서 정상 대조군에 비하여 유의하게 감소하였다. COX-2의 발현은 2군에서는 뚜렷하게 감소하였으나 3군에서는 선상피세포에서의 발현이 다소 증가되고, 기질세포에서는 뚜렷이 증가되었다.

결론: PR, Integrin 3, COX-2는 자궁내막증 환자와 자궁내막 유착증 환자에 있어서 대조군에 비하여 서로 다른 발현을 보임으로써 착상관련질환을 가진 환자들의 진단 및 치료에 유용한 지표가 될 수 있다고 생각된다.

중심단어 : 프로게스테론 수용체(PR), integrin β³, COX-2, 자궁내막 유착증, 자궁내막증